基于AutoCAD DXF文件的简易图形雕刻

zongnixunta

   CNC雕刻系统是集雕刻CAD/CAM技术、图象处理技术、逆向CAD技术、CNC技术、精密结构设计与制造技术等于一体的综合性系统，因此较为复杂，涉及面很广，而本文所介绍的简易雕刻系统简单实用，这无疑对有志于从事雕刻系统研究的广大读者有所启迪。
    一、引言
    图形加工数控系统除了应用于火焰切割下料以外，也广泛应用在广告标牌、工艺品及建筑装饰等方面文字图形的雕刻。DXF文件是Autodesk公司为其AutoCAD与外部CAD/CAM系统接口所定义的一种图形交换格式文件。随着AutoCAD在业界的广泛使用，大多数的CAD/CAM系统都具备与AutoCAD接口的功能。DXF文件的文本格式易于阅读分析，图形数据按照一定的顺序存储，一直是广大CAD/CAM开发人员研究的对象。本文阐述了对AutoCAD图形、文字进行处理后，输出DXF文件数据用于数控系统的方法。
    二、将图形、文字转化为包含路径信息的DXF文件
    在AutoCAD内进行编辑的文字直接保存为DXF文件，不能生成用于数控加工的数据。要使AutoCAD的文字用于生成可用于数控的路径信息的DXF文件，需要作如下处理：
    （1）将AutoCAD内的环境变量textfill的值设为0，使文字只显示边缘；
    （2）在AutoCAD中编辑所需要的文字；
    （3）将文件输出为*.eps文件；
    （4）新建一个文件，将保存的eps文件插入；
    （5）将文字炸开，得到只含有细小线段的文字轮廓；
    （6）将文件保存为DXF格式。
    三、DXF文件中的实体信息
    DXF的全称为图形转换文件(Drawing Interchange File)，AutoCAD软件支持ASCⅡ文本格式的DXF文件和二进制格式的DXF文件，主要用于与其他ＣＡＤ系统及用户应用程序间的图形信息交换，其中ASCⅡ文本格式的DXF文件应用较多。DXF文件由多个节(SECTION)组成，每个节均由多个组(GROUP)组成，组在文件中占两行，第一行是组码(GROUPCODE)，为一整数；第二行是组值(GROUPVALUE)，它的数据类型由组码决定。典型的DXF文件由：标题节（HEADERS）、类节（CLASSES）、表节（TABLES）、块节（BLOCKS）、实体节（ENTITIES）、对象节（OBJECTS）和调形预览节(THUMBNAILIMAGES)组成。
    以文本形式打开一个DXF文件，可以看到该文件的具体结构。下面是一个Line实体：
AcDbLine
10
120.0
20
274.56
30
0.0
11
120.96
21
275.5199999999999
31
0.0
  0
    其中，10、20、30下面一行分别是线段起点的x、y、z坐标，11、21、31下面一行对应的是线段终点的x、y、z坐标。对于同一版本的DXF文件，该结构和格式是固定的，因此很容易从DXF文件中提取实体（如LINE、CIRCLE、ARC等）位置信息。
    四、图形雕刻数控系统软件设计
    采用VC++编写图形加工数控系统的应用程序。首先建立一个Line结构数组，用于存储DXF文件的线段的起点和终点坐标。采用MFC的CFile类成员函数打开DXF文件，把AcDbLine实体的起点和终点坐标读到Line数组中。由于我们采用的MPC02运动控制卡库函数是脉冲数，因此对于坐标的值我们仅读取小数点以前的位。具体的运动实现如下：
void CConDoc::Move()
{ long  StartX=0，StartY=0;
get_abs_pos(1，&StartX);//获得X轴的位置
get_abs_pos(2，&StartY); //获得Y轴 的位置
int ConSpeed;
UpdateData(TRUE);
ConSpeed=atoi(m_Speed);//设置速度
set_vector_conspeed(ConSpeed);//变更速度
con_line2(1，(int)(Line[SSum].XEnd-
StartX)*P，2，(int) (Line[SSum]
.YEnd-StartY)*P);
//两轴线性插补函数，参数1，2为轴号，P是单位长度的脉冲数
}
    图1是软件运行界面。在实际使用中，首先点击“板卡初始化”按钮，则调用init_board()函数初始化控制卡，包括控制卡的各个寄存器、各轴的脉冲输出模式（脉冲/方向）、常速度、梯形速度等。在切割过程中，点击“缓停”或“急停”时，则调用decel_stop()或sudden_stop()函数，以便光滑地中止快速运动或立即停止向电机驱动器发送脉冲，使之停止运动。 加工过程的实时显示靠采用定时器OnTimer()函数，不断调用check_batch_done()函数查询控制卡命令的执行情况来实现。当一条命令执行完以后，则绘制该命令的加工轨迹。

图1 图形加工数控系统运行界面
    五、机械雕刻机控制代码的生成
    在AutoCAD中，对刀具的路径，包括文字轮廓和行扫描路径进行编辑，便可生成用于控制机械雕刻机的DXF文件。即在AutoCAD中设计的文字图形转化为包含路径信息的DXF文件的6个步骤中，在步骤（5）后面，添加编辑刀具行扫描路径。如图2所示。其中，扫描行之间的间距应等于或略小于雕刻刀具的直径。
   
                              a)阴雕刻                                  b)阳雕刻
图2 雕刻的刀具路径示例
    六、结束语
    由于图形加工的控制数据是由AutoCAD的字体决定的，因此对字体的选择将影响加工路径的质量，从而决定加工的效果。在进行图形文字设计时，应多采用几种字体比较生成路径的效果，为了避免生成交叉路径，应尽量选择笔画较粗的字体，如隶书、Times New Roman等。

文章来自: 好喜爱学习网(http://www.haoxiai.net)

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